- On estime que 5% des personnes dans le monde ont un rythme cardiaque anormal et près de trois personnes sur 1 000 ont un stimulateur cardiaque.
- De nouvelles recherches ont conduit au développement d’un nouvel appareil avec un ordinateur embarqué qui peut fournir une détection en temps réel et une stimulation cardiaque chez la souris.
- L’appareil utilise la lumière pour cibler uniquement les cellules musculaires du cœur qui, selon les chercheurs, pourraient réduire la douleur.
- Le nouveau dispositif peut être modélisé pour s’adapter au cœur individuel en tenant compte de la façon dont il se déforme lorsqu’il bat.
Le coeur humain bat 100 000 fois par jour pompant le sang dans tout le corps. Il bat un rythme régulier qui change en réponse à l’activité du corps.
Chaque battement cardiaque commence par une impulsion électrique – des signaux électriques anormaux entraînent un rythme cardiaque anormal, appelé arythmie. Jusqu’à une estimation
La fibrillation auriculaire (AFib) – où le cœur bat rapidement et de manière irrégulière – est le type d’arythmie le plus courant, affectant plus de
D’autres types incluent tachycardie supraventriculaire (SVT),
L’arythmie peut être traitée par des médicaments, mais dans les cas plus graves, des appareils tels que des stimulateurs cardiaques sont utilisés pour contrôler la fréquence cardiaque.
Les stimulateurs cardiaques sont de petits appareils implantés sous la clavicule avec des fils se connectant au cœur, l’appareil reconnaît quand un rythme cardiaque est manqué ou irrégulier et il envoie une impulsion à la demande au cœur pour le réguler.
Selon un
Une nouvelle recherche issue d’une collaboration entre l’Université de l’Arizona et l’Université Northwestern a conduit au développement d’un stimulateur cardiaque sans fil et sans pile, capable de prédire les événements cardiaques et de fournir des stimuli plus subtils à des cellules spécifiques.
L’étude paraît dans Avancées scientifiques.
Le nouveau dispositif maillé est fabriqué numériquement, avec quatre feuilles à film mince qui s’enroulent autour du cœur. Ils « sont ultra-minces et les géométries sont conçues pour permettre à la mécanique douce de réduire l’impact sur l’organe », co-auteur de l’étude Dr Philippe Gutruf professeur adjoint et membre du corps professoral Craig M. Berge à l’Université de l’Arizona a déclaré Nouvelles médicales aujourd’hui.
La conception unique de l’appareil fournit une stimulation multisite des cellules du muscle cardiaque, et son utilisation de l’optogénétique fournit une stimulation électrique ciblée aux cellules du muscle cardiaque.
Optogénétique est une technique basée sur l’introduction de gènes de protéines photosensibles dans des cellules spécifiques, les cellules modifiées expriment des canaux ioniques photosensibles qui permettent leur contrôle par la lumière.
Co-auteur de l’étude Dr Igor Efimovprésident du département de génie biomédical de George Washington et directeur du laboratoire de génie cardiovasculaire financé par les National Institutes of Health (NIH) a expliqué :
« L’optogénétique est une technique basée sur l’interaction de la lumière avec un canal sensible à la lumière appelé opsine. De par leur conception, les opsines sont exprimées à l’aide de la technologie transgénique dans des cellules spécifiques, dans les myocytes – les cellules du muscle cardiaque.
Selon les scientifiques, cibler des cellules spécifiques peut être une alternative plus efficace et sans douleur aux traitements électriques actuels.
« Il est important de noter cependant que la stimulation n’active pas les récepteurs de la douleur dans le cœur et que les patients porteurs de stimulateurs cardiaques ne ressentent généralement aucun symptôme », a expliqué Dr Shephal Doshiélectrophysiologiste cardiaque et directeur de l’électrophysiologie cardiaque et de la stimulation cardiaque au Providence Saint John’s Health Center à Santa Monica, en Californie.
Parler à MNTle Dr Doshi a déclaré que « le plus grand impact de l’étude est de permettre potentiellement la défibrillation ou le choc cardiaque pour les patients qui ont un cœur faible d’être fait d’une manière moins douloureuse », expliquant que « lorsque les patients subissent une défibrillation du muscle cardiaque ils ressentent souvent une gêne car le courant électrique affecte également d’autres muscles du corps.
Dans la présente étude, les chercheurs ont implanté le stimulateur cardiaque sans fil et sans pile chez des souris pendant 3 semaines pour évaluer ses capacités de détection, de stimulation et de calcul. Une fois implanté, l’appareil était capable de surveiller la fréquence cardiaque des souris comparable aux enregistrements ECG externes.
Le Dr Doshi, qui n’a pas participé à l’étude, a déclaré que «[t]son article et son travail clinique sont très intéressants dans la mesure où l’appareil peut potentiellement être sans pile.
« En ce qui concerne la durée de vie de la batterie, cependant, les dispositifs de stimulation et de défibrillation actuels durent généralement 10 ans ou plus, et le potentiel d’avoir une technologie sans batterie pourrait être utile aux patients, mais contrairement à ce nouveau dispositif décrit dans l’article dispositifs et sondes actuels sont faciles à implanter et ne nécessitent pas un gros treillis métallique dans le cœur », a-t-il souligné.
Parler à MNT, le Dr Gutruf a décrit comment l’appareil peut être façonné pour s’adapter au cœur en limitant tout dommage. Le groupe a utilisé « le suivi des fonctionnalités activé par le réseau neuronal pour non seulement prendre en compte la forme du cœur, mais également la mécanique battement par battement. La façon dont cela fonctionne est de prendre une vidéo –
« Cela fournit des informations sur la topologie que nous utilisons pour concevoir la mécanique de l’appareil afin qu’il s’adapte au cœur de manière dynamique », a-t-il ajouté.
Dans une interview avec MNTle Dr Efimov a commenté si la percée a le potentiel d’un traitement humain :
« Oui, c’est l’idée – de transposer cette nouvelle technologie aux humains. Mais d’abord, nous devrons développer un nouveau dispositif à étapes pour un modèle d’arythmie chez les grands animaux, porcs ou moutons, qui ont une ressemblance beaucoup plus proche avec la physiologie cardiovasculaire humaine que les rongeurs.
Il a poursuivi en disant que « les tests précédents ont montré de bonnes preuves de sécurité et d’absence de dommages lors des implants chroniques chez les rongeurs », affirmant que la prochaine étape de ce travail consiste à « développer un dispositif à grande échelle pour un grand modèle animal et démontrer son sécurité, efficacité et longévité.
Pour que cette technologie progresse, les chercheurs « [doiventêtrefinancéspourdévelopperlaprochaineétapedecettetechnologie-unappareilàtaillehumainepourletesterdansungrandmodèleanimald’arythmiecardiaqueetd’insuffisancecardiaque »acommentéleDrEfimov[needtogetfundedtodevelopthenextstepinthistechnology—ahuman-sizeddevicetotestitinalargeanimalmodelofcardiacarrhythmiaandheartfailure”commentedDrEfimov
Le Dr Gutruf a convenu que « le financement par le biais d’agences nationales telles que le NIH est essentiel pour stimuler la disponibilité de la technologie ».
